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Methodik zur Vorhersage des photovoltaischen Energieertrags während Sonnenfinsternissen – pv magazine International

Im Oktober wird es in Mitteleuropa eine partielle Sonnenfinsternis geben. Das Fraunhofer IEE hat eine Lösung entwickelt, die eine möglichst genaue Vorhersage der photovoltaischen Einspeiseleistung während des Extremereignisses ermöglicht.

Von Magazin pv deutschland

Je mehr Photovoltaikanlagen installiert werden, desto genauere Vorhersagen über die Entwicklung ihrer Stromversorgung bei meteorologischen Ereignissen wie Sonnenfinsternissen sind relevant. Insbesondere extreme Wetterereignisse stellen den sicheren Netzbetrieb vor große Herausforderungen.

Forscher des Fraunhofer-Instituts für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (IEE) in Deutschland haben dieses Problem angegangen, indem sie eine neue Prognosemethode entwickelt haben, die bald unter realen Bedingungen getestet werden soll. Am 25. Oktober kommt es nämlich in Mitteleuropa zu einer partiellen Sonnenfinsternis, die das Photovoltaikangebot erheblich reduzieren wird. Bisher wurden diese seltenen Extremereignisse nicht systematisch in Wettervorhersagen einbezogen.

Die Wissenschaftler behaupten, dass ihre Lösung den Abdeckungsgrad orts- und zeitspezifisch mit allen wichtigen Wettervorhersagen kombinieren kann. Damit könnten künftig regionale und lokale PV-Leistungsprognosen optimal und mit minimalen Fehlern angepasst werden.

Obwohl der Effekt der Sonnenfinsternis langsamer und kleiner ist als der Einfluss wechselnder Wolken, spielt er dennoch eine wichtige Rolle für das Ergebnis. Auch der volatile Eigenverbrauch wirkt sich laut den Forschern massiv auf das separat prognostizierbare Leistungsprofil von Photovoltaikanlagen aus.

Das Fraunhofer IEE hat seine Ergebnisse mit Daten der Sonnenfinsternis vom 10. Juni 2021 in Mitteleuropa in zwei Schritten validiert: durch bodengestützte Messungen der Globalstrahlung auf Basis von Daten des Deutschen Wetterdienstes DWD und Messungen an Tausenden von Photovoltaik-Kraftwerken für Extrapolations- und Prognoseprozesse verwendet. In die Simulation flossen auch Wettervorhersagen und Leistungsdaten des Fraunhofer IEE ein. Die Lösung ist auch als Algorithmus oder Software zur direkten Benutzerintegration verfügbar.

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Die Forscher sehen in der vorgeschlagenen Methodik ein Instrument, um die Netzintegration Erneuerbarer Energien in Deutschland weiter zu stärken. Für neue, noch nicht vermessene Standorte oder Regionen ist eine Extrapolation mit aktuellen Messungen vergleichbarer Flächen und Anlagen möglich.

Die Sonnenfinsternis im Oktober wird mit einem Deckungsgrad von 25 % etwa doppelt so stark ausfallen wie das Ergebnis vom Juni 2021, sagen die Forscher. Wettervorhersagen einige Tage im Voraus sollen rechtzeitig Aufschluss über die Wolkendichte und die Auswirkungen der Sonnenfinsternis geben.

„Neben den bereits guten Prognosemodellen für die Versorgung einzelner PV-Parks oder ganzer Portfolios – inklusive Eigenverbrauch – kann so ein wichtiger Beitrag zur Fehlervermeidung oder -reduzierung geleistet werden“, sagt Rafael Fritz vom Fraunhofer IEE.

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